单片机开发-激光功率计

一、探头插头

接头：Sub-D 9-Pin Male（DB9M）

硬件：EEPROM、可调电阻、匹配电路

1、EEPROM:记录探头信息，包括灵敏度系数曲线的常数参数、波长修正系数、下次校准日期和探头型号；

（常数项a、b、c值，λ值，下次校准日期，探头型号，可更改）

2、可调电阻：调整输出电压范围，后续探头性能变差可调节得到满足条件的输出电压，保证灵敏度不变（输出可调节范围为输入端的50-75%）。

要求：探头插口可直接与电脑通讯，通过电脑更改EEPROM里面探头信息——可由我们自行更改，主要是灵敏度系数曲线中的a、b、c值、波长修正系数λ值的更改以及探头信号的更改；同时探头与表头相连接，实现入射激光功率值的显示（与表头的连接详见表头那部分）。

插口输出：EEPROM、电压、热敏电阻阻值，可参考下面图表

探头到插头整体框架如下所示

探头有四根输出线，其中两根是电压信号线，另外两根是热敏电阻输出线，接入到DB9M插头，插头里面包含EEPROM、可调电阻与相关匹配电路。

插头如下所示

二、表头显示处理

插口：DB9F

功能：与探头的DB9M连接后，读取探头里面EEPROM的信息，如探头型号与灵敏度系数曲线常数项a、b、c值，波长修正系数λ值；根据热敏电阻阻值，调用灵敏度系数曲线得到对应的灵敏度系数，然后再根据热电堆的输出电压，计算出功率值并且显示出来。

P=λ*α*U= λ*（aT2+bT+c）*U

其中Rt为探头热敏电阻输出，B=3435, To=298.15, Ro=10；a、b、c、λ的值从探头里面的EEPROM获取，U为探头插头的输出电压。

按键：电源开关、ZERO键、AUTO键、方向键、Laser键、Enter键、Cal键、light键

电源开关：表头的电源开关

ZERO键：去除环境对探头的影响，主要是在环境稳定时，探头可能会有微弱的信号，可进行归零处理。

AUTO键：自动量程与手动量程的选择。

方向键：主要用于功能的选择。

Laser键：选择不同波段的修正系数，不同波段有不同的λ值。

Enter键：用以确认的按键

Cal键：用于显示探头最后校准时间以及下次校准时间

Light键：开启/关闭背光灯

显示：功率值、选用量程、选用波长、探头型号与序列号、电池图标与电量

要求：

（a）显示屏功率值的刷新频率，15-20Hz

（b）显示功率范围100uW-200W，分4个量程，至于量程的划分需根据电压值以及所取位数进行划分。

（c）最小分辨率为0.1uV，可以参考下面国外资料的电压分段处理方式

（d）设备电源：AC220V 且可使用充电电池，电池可以连续使用10h以上

（e）使用温度范围：5-40℃

（f）表头外形尺寸：150mmX110mmX40mm

（g）显示屏尺寸： 3寸

（h）精度：±1.0%

（i）按键寿命：不低于50000次开关

表头外形可参考下图

三、探头试样的信息

电路处理的最小值为0.1uV，对应的功率值为1mW-30W电阻值约1kΩ，探头精度为3%

四、国外激光功率计的资料

电压分段

五、技术指标

1、最小电压分辨率为0.1uV

2、电路处理精度为±1%

3、插头为DB9M，DB9M插头含储存芯片、可调电阻与匹配电路

4、储存芯片内容可自行更改，包含a、b、c、λ值，探头型号，校准日期等

5、探头通讯协议为RS232/RS485

6、探头含上位机软件，用于更改储存芯片内容

7、显示屏刷新功率频率15-20Hz

8、ARM数据处理快于功率刷新频率

9、量程可变化，有自动与手动变换

10、显示屏液晶带有背光灯，可开启/关闭

11、适用于表头电压的AC220V适配器，同时可由蓄电池直接供电，电池续航时间不低于10h

12、如含外壳尺寸为150 x 110 x 40mm，如不含外壳，板子尺寸应小于此尺寸

13、使用温度：0~40℃

六、实际PCB板外形：

A．）顶面：